Таллом крупный, дифференцирован на меристодерму, кору, промежуточный слой и сердцевину. Трубчатые нити, ситовидные трубки, слизистые каналы и гляндулярные клетки отсутствуют. Сердцевина образована рыхло и плотно расположенными клеточными нитями.
Основные отличительные особенности циклоспоровых связаны с их циклом развития и размножения. У них отсутствуют две самостоятельно растущие формы развития, гаметангии развиваются в концептакулах на слое клеток, возникающем из одной клетки (инициальной клетки концептакула), называемой проспорой, мейоз происходит при образовании гамет. У всех представителей, за исключением семейства Ascoseiraceae, половой процесс оогамный. Все циклоопоровые - морские водоросли.